O fermă verticală este un turn mare cu mai multe niveluri, fiecare cu pământ și culturi. Dickson Despommier, profesor de științe de mediu la Universitatea Columbia, a venit cu ideea la începutul mileniului ca o soluție la creșterea populației și la scăderea disponibilității terenurilor agricole virgine. Designul său vertical al fermei are 30 de etaje și are aproximativ dimensiunea unui bloc. Designul înaltă ar permite fermei verticale să fie amplasată în centrul zonelor urbane, eliminând costurile de transport.
Despommier susține că 800 de milioane de hectare, sau 8% din suprafața totală a pământului, sunt în prezent dedicate agriculturii. Din punct de vedere istoric, 15% din acest teren a fost distrus de practicile agricole proaste. Mulți oameni de știință prevăd o criză alimentară în acest secol, dacă nu se iau măsuri împotriva acesteia. Agricultura „orizontală”, așa cum o putem numi, este responsabilă de răspândirea a numeroase boli și paraziți, cum ar fi gripa, rabia, febra galbenă, febra dengue, malaria, tripanosomiaza, anchilostomia și schistosomiaza, în special la tropice. Pentru a proteja mediul și a minimiza vectorii de boli la nivel mondial, Despommier sugerează să mergem pe verticală cu operațiunile noastre agricole.
Deoarece o fermă verticală ar fi un mediu strict controlat, s-ar putea obține producții mari. În protecția spațiilor interioare, agricultura continuă poate avea loc într-o diversitate de circumstanțe climatologice sau ecologice.
O fermă verticală ar trebui să fie un ecosistem care funcționează independent, deoarece ar fi separată de exterior. Gângăniile ar trebui să fie ținute departe pe termen nelimitat, iar plantele ar avea nevoie de o ventilație adecvată. Orice material organic putrezitor ar trebui reciclat sau eliminat ieftin. Cu cât structura este mai eficientă, cu atât este nevoie de mai puțină întreținere și, în cele din urmă, cu atât rentabilitatea investiției este mai mare pentru proprietarii săi. Într-un viitor mai îndepărtat, ferma verticală ar putea fi complet automatizată.
Agricultura de interior a fost folosită înainte, în primul rând pentru culturi de dimensiuni mici, cum ar fi ierburile și roșiile, dar un proiect de fermă verticală ar extinde acest lucru și ar permite producerea de culturi mai mari, cum ar fi grâul. O limitare ar fi incapacitatea de a crește animale, cu excepția cazului în care acestea ar fi foarte personalizate pentru mediul interior. Pe termen lung, există un stimulent puternic pentru a se îndepărta de animale din cauza cantității mari de hrană necesară pentru a hrăni un animal până când acesta ajunge la un punct în care poate fi sacrificat profitabil. Cu succes, tehnicile fermelor verticale ar putea fi aplicate și agriculturii în spațiu sau pe alte planete. Această idee este adesea auzită în legătură cu sintagma „durabilitate urbană”.